Nhiên liệu Diesel sinh học

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA – BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC DẦU KHÍ BÁO CÁO DỰ ÁN NHẬP MÔN NGÀNH KỸ THUẬT DẦU KHÍ Đề tài DẦU DIESEL Lớp học phần 20H5 Nhóm 01 Giảng viên hướng dẫn PG.Dầu khí có vai trò quan trọng trong đời sống kinh tế toàn cầu, cũng như đối với từng quốc gia. Ngành dầu khí luôn là ngành mũi nhọn của các quốc gia, cung cấp nguồn nguyên liệu quan trọng nhất cho xã hội hiện đại, đặc biệt là để sản xuất điện và nhiên liệu cho các phương tiện giao thông vận tải. Ngành dầu khí còn cung cấp đầu vào cho các ngành công nghiệp khác như: công nghiệp hóa chất, phân bón và nhiều ngành khác trở thành ngành năng lượng quan trọng, cần thiết đối với đời sống xã hội. Ngành dầu khí mang lại lợi nhuận siêu ngạch cho các quốc gia sở hữu, chi phối và tham gia trực tiếp kinh doanh nguồn tài nguyên dầu khí. Bên cạnh những giá trị về

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HĨA – BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC - DẦU & KHÍ BÁO CÁO DỰ ÁN NHẬP MƠN NGÀNH KỸ THUẬT DẦU KHÍ Đề tài: DẦU DIESEL Lớp học phần : 20H5 Nhóm : 01 Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm Danh sách sinh viên : Lê Tiến Linh - Nhóm trưởng Nguyễn Cảnh Nghị - Thành viên Phạm Duy Thanh Minh - Thành viên Lê Việt Dũng - Thành viên Đà Nẵng tháng 12 năm 2020 LỜI NOI ĐẦU Dầu khí có vai trị quan trọng đời sống kinh tế toàn cầu, quốc gia Ngành dầu khí ln ngành mũi nhọn quốc gia, cung cấp nguồn nguyên liệu quan trọng cho xã hội đại, đặc biệt để sản xuất điện nhiên liệu cho phương tiện giao thông vận tải Ngành dầu khí cịn cung cấp đầu vào cho ngành cơng nghiệp khác như: cơng nghiệp hóa chất, phân bón nhiều ngành khác - trở thành ngành lượng quan trọng, cần thiết đời sống xã hội Ngành dầu khí mang lại lợi nhuận siêu ngạch cho quốc gia sở hữu, chi phối tham gia trực tiếp kinh doanh nguồn tài nguyên dầu khí Bên cạnh giá trị kinh tế, ngành dầu khí cịn có vai trị quan trọng trị tồn cầu Khơng chiến tranh, khủng hoảng kinh tế trị có nguyên nhân sâu xa từ hoạt động cạnh tranh sản xuất, kinh doanh lĩnh vực dầu mỏ Không phải ngẫu nhiên mà người ta coi xung đột chiến tranh Trung Đơng ln có nguyên nhân dầu khí, tranh giành nguồn lợi dầu khí Đối với Việt Nam, vai trị ý nghĩa ngành dầu khí trở nên quan trọng bối cảnh nước ta đẩy mạnh nghiệp công nghiệp hố, đại hố Hiện tại, dầu khí nguồn lượng quan trọng bậc nhất, đóng góp 64% tổng lượng sử dụng toàn cầu Bên cạnh đó, phát triển ngành dầu khí Việt Nam giúp chủ động đảm bảo cung cấp nhiên liệu cho ngành kinh tế quốc dân, cung cấp nhiên liệu cho ngành công nghiệp khác Ngành dầu khí góp phần đáng kể vào ngân sách quốc gia, mang lại nguồn ngoại tệ lớn cho quốc gia, làm cân đối cán cân xuất, nhập thương mại quốc tế, góp phần tạo nên phát triển ổn định đất nước Bởi tầm quan trọng to lớn đó, chúng tơi chọn Ngành Dầu Khí đường phát triển Sau thời gian học tập tìm hiểu ngành thơng qua môn Nhập môn ngành Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng, nhận thức sâu sắc tầm quan trọng đó, nhóm chúng tơi định chọn chủ đề “ Dầu Diesel”, sản phẩm ngành dầu khí, đóng vai trị quan trọng ngành giao thơng vận tải cơng nghiệp máy móc CAM ĐOAN Chúng tơi xin cam đoan tồn nội dung dự án chúng tơi tìm kiếm tài liệu tham khảo từ nguồn tài liệu trình bày bên thật Khơng có chép từ đồ án khác, tất tham khảo kế thừa trích dẫn tham chiếu đầy đủ Tôi xin chịu trách nhiệm với lời cam đoan MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CAM ĐOAN CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ DẦU DIESEL 1.1 Khái niệm 1.2 Ý nghĩa đời sống CHƯƠNG II QUY TRÌNH SẢN XUẤT 2.1, Thành phần phân loại 2.2 Quy trình sản xuất Diesel nhà máy lọc dầu 2.3.1 Tính cháy nhiên liệu Diesel 2.3.2 Tính bay nhiên liệu diesel: .7 2.3.3 Tính lưu chuyển nhiên liệu Diesel .9 2.3.4 Tính ăn mịn nhiên liệu diesel 11 2.3.5 Tính mài mịn kim loại nhiên liệu diesel 12 2.3.6 Tính an toan chống cháy nổ 14 2.4 Phân loại yêu cầu kĩ thuật nhiên liệu Diesel thương phẩm 15 2.5 Biodiesel 15 2.5.1, Khái niệm 15 2.5.2, Sản xuất 15 2.5.3, Ưu điểm nhược điểm 16 2.5.4, Tiềm thị trường .17 CHƯƠNG III ĐỘNG CƠ DIESEL 19 3.1 Khái niệm 19 3.2 Phân loại 19 3.3 Nguyên lí hoạt động 21 - Đặc điểm: .21 CHƯƠNG IV DIESEL VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG 25 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ DẦU DIESEL 1.1 Khái niệm - Dầu Diesel loại nhiên liệu lỏng, sản xuất từ phân đoạn gasoil Sản phẩm kết q trình chưng cất trực tiếp dầu mỏ, nằm dầu hỏa (Kesosene) dầu bôi trơn (lubricating oil) Dầu Diesel nặng dầu lửa xăng, có nhiệt độ bốc từ 175oC đến 370oC - Loại dầu đưa vào sử dụng từ đầu kỷ 20 Tên gọi dầu Diesel lấy theo tên người tìm nhiên liệu này, nhà phát minh người Đức Rudolf Diesel 1.2 Ý nghĩa đời sống Trong trình đẩy mạnh phát triển Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa, máy móc động vận hành cơng cụ quan trọng thiếu Để vận hành động đó, ta cần đến nhiên liệu Dầu Diesel sở hữu đầy đủ tính chất lý hóa đáp ứng phù hợp với loại xe động Diesel mà khơng cần phải áp dụng q trình biến đổi hóa học phức tạp Hầu hết loại phương tiện có động Diesel loại hình đường bộ, đường sắt, đường thủy sử dụng loại dầu Ngồi ra, dầu Diesel cịn dùng cho loại xe có tải trọng lớn như: xe nâng dầu, xe nâng bán tự động, phần sử dụng cho tuabin khí,… Nền cơng nghiệp nặng phát triển mạnh mẽ, kéo theo phát triển nhu cầu vận chuyển hàng hóa phương tiện có tải trọng lớn, giảm sức người Những loại phương tiện sử dụng nhiên liệu chủ yếu Diesel Dầu Diesel sử dụng cho loại động lớn cần tỉ số nén lớn, mức độ chịu tải cao, giá thành thấp xăng động diesel có mức tiêu hao nhiên liệu thấp động xăng Bên cạnh đó, diesel thải mơi trường lượng cacbon monoxide, hydrocarbonsand carbon dioxide, chất thải dẫn đến hiệu ứng nhà kính (sự nóng lên tồncầu) CHƯƠNG II QUY TRÌNH SẢN XUẤT 2.1 Thành phần phân loại a, Thành phần Nhiên liệu diesel hỗn hợp hàng ngàn thành phần, hầu hết có số carbon từ 10 đến 22 Hầu hết hợp chất hydrocarbon paraffinic, naphthenic, hydrocarbon thơm (Bảng 2.1) Tỷ lệ thành phần nhiên liệu diesel tạo nên tính chất riêng biệt cho nhiên liệu diesel Bảng 2.1.1 Một số hợp chất hydrocarbon nhiên liệu diesel.1 b, Phân loại *Phân loại nhiên liệu diesel theo số vòng quay động trị số cetan nguyên liệu: Theo cách phân loại có hai nhóm nhiên liệu diesel: Nhóm 1: Nhiên liệu diesel dùng cho động cao tốc , phân thành hai loại nhiên liệu:  Loại Super có TSXT 50 phạm vi nhiệt độ sôi 180 oC đến 320oC, dung cho động có tốc độ cao xe bus, xe hàng, xe tải,…Loại thường sản xuất từ phân đoạn gasoil nhẹ chưng cất trực tiếp  Loại thường có TSXT 52 vi nhiệt sôi rộng 175 oC đến 345oC, thường sản xuất cách pha trộn theo tỷ lệ hợp lý phân đoạn naphta, kerosene, gasoil dây chuyền chế biến sâu cracking, hydrocracking… Nhiên liệu dung cho động cao tốc, chất lượng kém loại Super Nhóm 2: Nhiên liệu diesel cho động tốc độ thấp, địi hỏi có tiêu chuẩn chất lượng tương tự nhiên liệu cho động cao tốc, TSXT chúng kém hơn, 40 ->45, độ bay thấp, điểm sôi cuối cao (FBP vào khoảng 360oC->370oC) *Phân loại diesel theo hàm lượng lưu huỳnh: Theo TCVN 5689-1997, dựa vào hàm lượng lưu huỳnh phân chia nhiên liệu diesel thành hai loại sau: + Nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh lớn 0,5% khối lượng, ký hiệu DO 0,5 S + nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh lớn 0,5->1% khối lượng, ký hiệu DO 1% S 2.2 Quy trình sản xuất Diesel nhà máy lọc dầu Dầu Diesel sản xuất từ phân đoạn Gasoil thu chưng cất dầu thơ tháp chưng cất khí dầu thô (CDU) từ sản phẩm phụ phân xưởng xử lý lưu huỳnh cặn chưng cất khí (RHDS) Phân đoạn Gasoil chế biến sau phân xưởng xủ lý lưu huỳnh hydro – GOHDS (chức loại bỏ lưu huỳnh kim loại) để sản xuất dầu diesel chất lượng cao san phẩm phụ phân xưởng RHDS pha trộn trực tiếp để sản xuất dầu diesel thông thường Dầu disesel sau chế biến pha trộn lưu bể chứa có mái cố định trước xuất bán Tương tự với xăng, dầu diesel xuất thông qua đường đường biển đường Hình 2.2.1 Sơ đồ trình sản xuất dầu thô 2.3 Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu Diesel Để động diesel làm việc ổn định, đòi hỏi nhiên liệu diesel phải đảm bảo tiêu chất lượng sau: - Tính tự cháy phù hợp - Độ bay thích hợp - Tính lưu chuyển tốt điều kiện thời tiết - Khơng gây ăn mịn bào mịn máy - Bảo đảm an tồn, chống cháy nổ 2.3.1 Tính cháy nhiên liệu Diesel Tính cháy nhiên liệu diesel biểu thị khả tự cháy thông qua tiêu chất lượng trị số xetan Trị số xetan nhiên liệu diesel xác định phương pháp thực nghiệm tính tốn a) Trị số xetan xác định phương pháp thực nghiệm: Tiêu chuẩn xác định: ASTM D 613 TCVN 2694-1995 Sản phẩm dầu mỏ.Phương pháp xác định độ ăn mòn mảnh đồng TCVN 2698-1995 Sản phẩm dầu mỏ.Phương pháp xác định thành phần cất TCVN 2715-1995 Chất lỏng dầu mỏ.Lấy mẫu thủ công TCVN 3178-79 Nhiên liệu motor.Xác định nhựa thực tế TCVN 3753-1995 Sản phẩm dầu mỏ.phương pháp xác định điểm đông đặc TCVN 3891-84 Sản phẩm dầu mỏ.Đong rót,ghi nhãn vận chuyển bảo quản TCVN 6234-1997 Sản phẩm dầu mỏ Phương pháp xác định cặn cacbon Conradson ASTM D 129-91 Xác định hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm dầu mỏ (phương pháp bom) ASTM D 445-88 Phương pháp xác định độ nhớt động học chất lỏng suốt khơng suốt (và cách tính tốn độ nhớt động lực học ) ASTM D 976-91 Phương pháp xác định trị số xetan nhiên liệu chưng cất cách tính ASTM D 2622-87 Xác định lưu huỳnh sản phẩm dầu mỏ phương pháp quang phổ tia X ASTM D 2709-88 Xác định nước tạp chất nhiên liệu chưng cất phương pháp ly tâm c)Yêu cầu kỹ thuật: Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu diesel thông dụng cho bảng sau: 2.5 Biodiesel 2.5.1, Khái niệm Biodiesel gọi diesel sinh học loại nhiên liệu có tính chất tương đương với nhiên liệudầu diesel sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật Diesel sinh học nói riêng, hay nhiên liệu sinh học nói chung, loại lượng tái tạo Nhìn theo phương diện hóa học diesel sinh học methyl este axít béo 18 2.5.2, Sản xuất Để sản xuất diesel sinh học người ta pha khoảng 10% mêtanol vào dầu thực vật dùng nhiều chất xúc tác khác (đặc biệt làhiđrơxít kali, hiđrơxít natri ancolat) Ở áp suất thông thường nhiệt độ vào khoảng 60 °C liên kết este glyxêrin dầu thực vật bị phá hủy axít béo este hóa với mêtanol Chất glyxêrin hình thành phải tách khỏi dầu diesel sinh học sau Thông qua việc chuyển đổi este dầu diesel sinh học có độ nhớt dầu thực vật nhiều dùng làm nhiên liệu thay cho dầu diesel mà không cần phải cải biến động để phù hợp Chữ đầu tự dùng cho tất methyl este từ dầu thực vật theo DIN EN 14214 PME (có giá trị tồn châu Âu từ 2004) Tùy theo loại nguyên liệu người ta chia thành:  RME: Mêthyl este cải dầu (Brassica napus) theo DIN EN 14214 (có giá trị toàn châu Âu từ 2004)  SME: Mêthyl este dầu đậu nành hay dầu hướng dương  PME: Mêthyl este dầu dừa hay dầu hạt cau Bên cạnh cịn có mêthyl este từ mỡ có sản phẩm hồn tồn từ dầu thực vật (PME đặc biệt RME) dùng loại xe diesel đại, nhà sản xuất cho phép 2.5.3, Ưu điểm nhược điểm a, Ưu điểm Được tái sinh từ nguồn nguyên liệu tái sinh dầ mỡ động vật, đặc biệt tái sử dụng nguồn dầu thải chiên rán từ trình nấu ăn giúp giảm thiểu lượng dầu thải gây nhiễm mơi trường Do có ngồn gốc từ dầu mỡ động vật nên biodiesel không chứa chất độc hại lưu huỳnh, kim loại nặng Nên loại nhiên liệu không độc hại, giúp giảm thiểu hàm lượng chất thải dạng hạt bụi khí độc khí thải Biodiesel dễ dàng phân hủy thất mơi trường , nên khơng gây thiệt hại nhiều đến môi trường vụ trần dầu biển thời gian vừa qua b, Nhược điểm Nhiên liệu diesel cháy gây lượng muội than bám vào vòi phun Chứa mạch hydrocarbon chưa bão hòa nên dễ bị phân hủy thành hợp chất khác, làm cho q trình bảo quản khơng lâu c, So sánh tính chất biodiesel diesel 19 Hàm lượng lưu huỳnh biodiesel 20-50% so với diesel Khối lượng riêng biodiesel cao hơn, nhiệt cháy thấp hơn, độ nhớt cao đến 1,3 đến 2,1 lần so với nhiên liệu diesel Nhiệt độ cháy biodiesel 423 K, diesel 337 K Nhiệt độ đông đặc biodiesel thấp diesel 274 đến 298 K tùy thuộc vào loại nhiên liệu Nhiên liệu biodiesel gây lượng muội than vào vòi phun cao diesel Bảng 2.5.1: … 2.5.4, Tiềm thị trường Diesel sinh học tạo thành từ phản ứng hóa học đơn giản Diesel sinh học có nhiều ưu điểm mơi trường so với diesel thông thường: Diesel sinh học từ cải dầu phát sinh khí thải nhiều so với nhiên liệu hóa thạch Bụi khí thải giảm nửa, hợp chất hyđrocacbon giảm thiểu đến 40% Diesel sinh học gần không chứa đựng lưu huỳnh, khơng độc dễ dàng phân hủy sinh học Diesel sinh học coi nhiên liệu thân thiện với môi trường thị trường Mặc dầu mua diesel sinh học nhiều trạm xăng (riêng Đức 1.900 trạm) diesel sinh học chưa người tiêu dùng sử dụng nhiều có nhiều nguyên nhân: Nhiều người tiêu dùng không tin tưởng vào loại nhiên liệu khơng tưởng tượng lái xe dùng nhiên liệu hoàn toàn từ thực vật Một vấn đề khác 20 nhiều người chắn liệu tơ họ sử dụng diesel sinh học hay không Thiếu thông tin cho người tiêu dùng câu hỏi hư hỏng sau diesel sinh học gây vấn đề lớn cho việc chấp nhận rộng rãi việc dùng diesel sinh học Tại châu Âu nhiều lần có ý kiến cho nên pha thêm vào nhiên liệu diesel thông thường khoảng từ 3% đến 5% diesel sinh học phần diesel sinh học coi khơng có hại cho xe giới chưa trang bị thích hợp Ở Pháp việc thực từ lâu: Diesel thông thường pha trộn thêm lượng diesel sinh học mà nơng nghiệp nước Pháp có khả sản xuất Tại Pháp chất lượng diesel thông thường có thành phần diesel sinh học 5%, tránh nhược điểm kỹ thuật Từ đầu năm 2004 trạm xăng ARAL Shell Đức bắt đầu thực thị 2003/30/EC EU mà theo từ ngày 31 tháng 12 năm 2005 2% 31 tháng 12 năm 2010 5,75% nhiên liệu dùng để chuyên chở phải có nguồn gốc tái tạo Tại Áo phần thị EU thực sớm từ ngày tháng 11 năm 2005 cịn có dầu diesel với 5% có nguồn gốc sinh học phép bán 21 CHƯƠNG III ĐỘNG CƠ DIESEL 3.1 Khái niệm Động Diesel hay gọi động nén cháy (compression-ignition) hay động CI, đặt theo tên Rudolf Diesel Động Diesel loại động đốt trong, việc đánh lửa nhiên liệu gây nhiệt độ cao khơng khí xi lanh nén học (nén đoạn nhiệt) Điều trái ngược với động đánh lửa động xăng hay động ga (sử dụng nhiên liệu khí) sử dụng đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu-không khí Động diesel hoạt động cách nén khơng khí Điều làm tăng nhiệt độ khơng khí bên xi lanh lên cao đến mức nhiên liệu diesel phun vào buồng đốt tự bốc cháy Với nhiên liệu đưa vào khơng khí trước đốt, phân tán nhiên liệu không đồng đều; gọi hỗn hợp nhiên liệu-khơng khí khơng đồng Mô-men xoắn mà động diesel tạo điều khiển cách điều khiển tỷ lệ nhiên liệu-khơng khí (λ); thay điều tiêst khí nạp, động diesel phụ thuộc vào việc thay đổi lượng nhiên liệu phun tỷ lệ nhiên liệu-khơng khí thường cao 3.2 Phân loại Động Diesel phân loại dựa theo đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động, hình dáng Phân loại theo đặc điểm cấu tạo: 22 - Theo số xy lanh ta có: Động xy lanh, động nhiều xy lanh… Động xi lanh - Theo cách đặt xi lanh: Động thẳng đứng, nằm ngang, thẳng hàng, động chữ V, hình sao… Động hình chữ V Động xi lanh nằm ngang 23 Phân loại theo chu trình cơng tác : + Động + Động Phân loại theo phương pháp nạp chu trình cơng tác : + Động khơng tăng áp + Động tăng áp 3.3 Nguyên lí hoạt động Tổng quan: Động Diesel hoạt động dựa nguyên tắc giống động xăng khác động xăng chỗ: Ở động xăng, hỗn hợp nhiên liệu khơng khí bốc cháy phận đánh lửa điểm lửa Còn động Diesel, hộn hpj nhiên liệu khơng khí bốc cháy bị né đến nhiệu độ cao pittong tự bốc cháy - Đặc điểm: Các đặc điểm động diesel 24  Nén đánh lửa: Do nén gần đoạn nhiệt, nhiên liệu bốc cháy mà khơng có thiết bị đánh lửa bugi  Sự hình thành hỗn hợp bên buồng đốt: Khơng khí nhiên liệu trộn buồng đốt khơng phải ống dẫn khí vào  Điều chỉnh tốc độ động chất lượng hỗn hợp: Thay điều tiết hỗn hợp nhiên liệu-khơng khí, lượng mơ-men xoắn tạo (dẫn đến chênh lệch tốc độ quay trục khuỷu) thiết lập khối lượng nhiên liệu phun, luôn trộn với nhiều khơng khí tốt  Hỗn hợp nhiên liệu-khơng khí khơng đồng nhất: Sự phân tán khơng khí nhiên liệu buồng đốt khơng đồng  Tỷ lệ khơng khí cao: Do ln chạy với khơng khí nhiều khơng phụ thuộc vào hỗn hợp xác khơng khí nhiên liệu, động diesel có khơng khí tỷ lệ nhiên liệu nghèo so với phép đo lường  Ngọn lửa khuếch tán: Khi đốt cháy, trước tiên oxy phải khuếch tán vào lửa, thay phải trộn oxy nhiên liệu trước đốt, điều dẫn đến lửa trộn sẵn  Nhiên liệu có hiệu suất đánh lửa cao: Vì động diesel dựa vào nén đánh lửa, nhiên liệu có hiệu suất đánh lửa cao (chỉ số Cetane) lý tưởng cho hoạt động động thích hợp Nguyên lý hoạt động: 25 + Kì 1: Nạp - Pit-tơng từ ĐCT xuống ĐCD, xupap nạp mở, xuppap thải đóng - Pit-tông trục khuỷu dẫn động xuống, áp suất xilanh giảm, khơng khí đường ống nạp vào xilanh qua cửa nạp nhờ chênh lệch áp suất + Kì 2: Nén - Pit-tơng từ ĐCD lên ĐCT, hai xupap đóng - Pit-tơng trục khuỷu dẫn động lên làm thể tích xilanh giảm nên áp suất nhiệt độ khí xilanh tăng - Cuối kì nén, vịi phun phun lượng nhiên liệu điêzen với áp suất cao vò buồng cháy + Kì 3: Cháy – dãn nở - Pit-tơng từ ĐCT xuống ĐCD, hai xupap đóng - Nhiên liệu phun tơi vào buồng cháy (từ cuối kì nén) hịa trộn với khí nóng tạo thành hịa khí Trong điều kiện áp suất nhiệt độ xilanh cao, hịa khí tự bốc cháy sinh áp suất cao đẩy pit-tông xuống, qua truyền làm trục khuỷu quay sinh cơng 26 + Kì 4: Thải - Pit-tông từ ĐCD lên ĐCT, xupap nạp đóng, xupap thải mở - Pit-tơng trục khuỷu dẫn động lên đẩy khí thải xilanh qua cửa thải ngồi - Khi pit-tơng đến ĐCT, xupap thả đóng Xupap nạp mở, xilanh lại diễn kì chu trình ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL Dựa theo ưu điểm vượt trội động Diesel so với động xăng nên động Diesel ứng dụng rội rãi ngành vận tải Bên cạnh đó, động Diesel cịn sử dụng nhưngx máy phát điện vv… - Động Diesel sử dụng ngành vận tải phương tiện giao thông: + Xe khách + Xe thương mại xe tải + Đầu máy xe lửa + Thủy phi + Máy bay cánh quạt - Động Diesel sử dụng máy phát điện: 27 Động Diesel sử dụng máy phát điện CHƯƠNG IV DIESEL VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG Bên cạnh lợi ích to lớn mà động sử dụng nhiên liệu Diesel mang lại có vấn đề phát sinh Và vấn đề gây nhức nhối cho giới ảnh hưởng động cợ Diesel vào môi trường Nghiên cứu cho hay phương tiện vận tải phát thải khoảng 13,2 triệu NOx điều kiện lái thực tế, cao 4,6 triệu so với số dự kiến 8,6 triệu thử nghiệm thức Khơng khí nhiễm NOx gây khoảng 38.000 ca tử vong sớm năm Nó khí phát thải động Diesel gây Sau khí thải động Diesel sinh ki hoạt động: + CO – monoxit cacbon + HC – Hidrocacbon + NOx – Oxit Nito 28 + Phát thải bồ hóng – Bụi hạt 4.1 Monoxit cacbon 4.1.1 Nguyên nhân hình thành Monoxit cacbon sản phẩm cháy khơng hồn tồn cacbon hợp chất chứa cacbon 2C + O2 = 2CO Đây phản ứng cháy thiếu oxi Tuy nhiên, tỏng q trình giãn nở, phần khí CO kết hợp với nước (trong sản phẩm cháy) để tạo thành CO2: CO + H2O = CO2 + H2 4.1.2 Độc tính Cacbon monoxit nguy hiểm, việc hít thở phải lượng lớn CO dẫn tới thương tổn giảm oxy máu hay tổn thương hệ thần kinh gây tử vong Nồng độ khoảng 0,01% cacbon monoxit khơng khí nguy hiểm đến tính mạng CO chất khí khơng màu, khơng mùi khơng gây kích ứng nên nguy hiểm người ta không cảm nhận diện CO khơng khí CO có tính liên kết với hemoglobin (Hb) hồng cầu mạnh gấp 250-280 lần so với oxy nên hít vào phổi CO gắn chặt với Hb thành HbCO máu khơng thể chuyên chở oxy đến tế bào CO gây tổn thương tim gắn kết với myoglobin Triệu chứng ngộ độc CO thường bắt đầu cảm giác thất thần, nhức đầu, buồn nơn, khó thở từ từ vào hôn mê Nếu ngộ độc CO xảy ngủ say uống rượu say người bị ngộ độc hôn mê từ từ, ngưng thở tử vong Ngộ độc CO xảy trường hợp chạy máy nổ phát điện nhà kín, sản phụ nằm lị than phịng kín, ngủ xe nổ máy nhà gara 4.2 Hidrocacbon 4.2.1 Nguyên nhân hình thành: - Là hợp chất hữu mà phân tử chưa hidro cacbon Được chia thành hidro cacbon no hidrocacbon khơng no, xycloparafin, hidrocacbon thơm.trong có hidrocacbon có dạng khí: + Hidrocacbon no hidrocacbon mà ngun tử cabon phân tử liên kết với liên kết đơn cịn hố trị cịn lại bão hoà nguyên tử 29 hidro Liên kết bền vững, khó phân tách Hidrocacbon no gọi chung ankan có cơng thức tổng qt C n H2n+2 (n1) xycloankan C n H2n ( n3) Ở điều kiện thường hidrocacbon no dạng khí có từ C1 đến C4 + hidrocacbon khơng no hidrocacbon có liên kết đôi, liên kết ba nguyển tử cacbon chia làm loại: Anken (chưa liên kết đôi), Ankadien (chứa liên kết đôi), Ankin (chứa liên kết ba) Có dạng khí khơng màu từ C1 đến C - HC sinh trình đốt cháy khơng hồn tồn, CO Ngồi HC sinh trường hợp sau: + Khi nhiệt độ khu vực dập lửa thấp, chưa đạt tới nhiệt độ bốc cháy + Khí nạp thổi qua thời gian lặp xupap Hỗn hợp khơng khí-nhiên liệu giàu, sinh nhiều HC Hỗn hợp nghèo, sinh HC.Lượng HC sinh trở nên lớn hỗn hợp khơng khí-nhiên liệu q nghèo, khơng cháy 4.2.2: Độc tính: - Theo nghiên cứu y khoa, HC có chứa benzen, benzen phát gây cản trở trình sản xuất máu gây bệnh thiếu máu Ngồi ra, benzen cịn coi nguyên nhân gây ung thư gây bệnh bạch cầu Một số loại khí hỗn hợp hydrocacbon cịn kết hợp với khí NOx để tạo khí ozone, gây bệnh đường hơ hấp, phổi…Chính chuyên gia tổ chức Y tế Thế giới (WHO) khuyên cáo người nên tránh hít phải khí thải động diesel 4.2.3: Thực tế nay: Việt Nam ta thuộc nước có lượng phương tiện lưu thơng sử dụng nguyên liệu có chứa HC cao giới, so với giới sở hạ tầng, tài dân ta chưa cao, phương tiện lưu thông lâu năm không cải tiến máy móc nguyên nhân thải chất độc hại ngày Tình trạng chất thải từ phương tiện giao thông ngày nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống sức khoẻ người Và số hình ảnh cho thấy mức độ nhiễm khí thải gây Hình 4.1: Hình ảnh nhiễm động diesel phương tiện giao thông Việt Nam 30 4.3 Oxit nito (NOx) 4.3.1 Oxit nito ? NOx tên gọi chung oxyde nitơ gồm chất NO, NO2 N2O hình thành kết hợp oxy nitơ điều kiện nhiệt độ cao Chất ô nhiễm ngày quan tâm số trường hợp, chất ô nhiễm làm giới hạn tính kỹ thuật động Trong số loại nito oxit, oxit nitric (NO) nitro dioxide (NO2) chất khí nguy hiểm Hầu hết NOx khơng có màu khơng có mùi NO2 lại thường xác định ngun nhân hình thành lên khói bụi màu nâu đỏ thành phố khu vục bị nhiễm nặng 4.3.2 Ngun nhân hình thành: Oxit nito hình thành từ cháy nhiên liệu, phản ứng nito oxy Nitơ oxit hình thành từ kết hợp nitơ oxy từ thiết bị hoặt động nhiệt độ cao nồi hơi, lò cao, lò đốt, động xe… Tập trung vùng thành thị khu cơng nghiệp, chiếm khoảng 1/10 lượng NOx tự nhiên 4.3.3 Độc tính: - Ở khu thị, giao thông thải khỏang 50% lượng NOx không khí NOx dùng để hỗn hợp NO NO khơng khí đồng thời có mặt NO NO2 đóng vai trị qua trọng nhiễm khơng khí NOx kết hợp vớ Hemoglobin (Hb) tạo thành Methemoglobin (Met Hb), làm Hb không vận chuyển oxy, gây ngạt cho thể Sau thời gian tiềm tàng dẫn tới phù phổi cấp, tím tái biểu co giật hôn mê Khi tiếp xúc với NOx nồng độ thấp (nhiễm độc mãn tính) có biểu sau: kích ứng mắt, rối lọan tiêu hóa, viêm phế quản, tổn thương + Khí Nitơ đioxit (NO 2) nguyên nhân gây bệnh khí phế thũng phổi viêm phế quản, thơng qua hydrocarbon khí ánh sáng mặt trời, tạo khói quang hóa ozon (O3), formaldehyde (HCHO); chất làm ảnh hưởng đến thể người qua mắt mũi + Khí Nitơ monoxit (N2O) gây hiệu ứng nhà, phản ứng với nước, trở thành axit nitric (HNO3) gây suy giảm tầng ơzơn mưa axit + Mưa axit gây tác động gây hại đáng kể cho môi trường Các loài thủy sản bị tổn hai trước tiên mưa axit, sau đất bị nhiễm gây hại cho trồng, thể người ăn vào…Và nhiều độc tính khác gây ảnh hưởng đến người thực vật 4.4 Phát thải bồ hóng 4.4.1 Ngun nhân hình thành Bồ hóng kết cháy khơng hồn tồn hydrocacbon.[1] Nó giới hạn quy chuẩn cho sản phẩm q trình đốt khí động đốt trong[cần dẫn nguồn] thường mở rộng để bao gồm hạt khí đốt chưng khơ cịn sót lại than, 31 cenosphere, củi đốt than cốc dầu mỏ hóa q trình chưng khơ xác định xác với tên than cốc 4.4.2 Thành phần bồ hóng Các hạt (PM) có kích thước từ 0,01 đến µm Phần lớn hạt có kích thước < 0,3 µm nên dễ bị hút vào gây tổn thương cho đường ho hấp phổi Thành phần PM bao gồm thành phần sau: - Carbon: Thành phần nhiều phụ thuộc vào nhiệt độ cháy hệ số dư lượng khơng khí trung bình, đặc biệt động hoạt động chếđộ đầy tải tải - Dầu bôi trơn không cháy: Đối với động cũ thành phần chiếm tỉ lệ lớn Lượng dầu bơi trơn bị tiêu hao lượng hạt bồ hóng có quan hệ với - Nhiên liệu chưa cháy cháy khơng hồn tồn: Thành phần phụ thuộc vào nhiệt độ hệ số dư lượng khơng khí - Sun phát: lưu huỳnh nhiên liệu bị oxy hóa tạo thành SO2 SO4 - Các chất khác: lưu huỳnh, calci, sắt, silicon, chromium, phosphor, hợp chất calci từ dầu bôi trơn Thành phần hạt bồ hóng cịn phụ thuộc vào tính chất nhiên liệu, đặc điểm trình cháy, dạng động thời hạn sử dụng động (cũ hay mới) 4.4.3 Độc tính Bồ hóng gây ung thư bệnh phổi, nguyên nhân lớn thứ hai người gây việc ấm lên toàn cầu 32 ... thuật nhiên liệu Diesel thương phẩm 2.4.1 Phân loại nhiên liệu diesel a) Phân loại nhiên liệu diesel theo số vòng quay động trị số xetan nhiên liệu Theo cách phân loại có hai nhóm nhiên liệu diesel: ... trường Diesel sinh học tạo thành từ phản ứng hóa học đơn giản Diesel sinh học có nhiều ưu điểm môi trường so với diesel thông thường: Diesel sinh học từ cải dầu phát sinh khí thải nhiều so với nhiên. .. dùng nhiên liệu diesel cho mùa hè, tùy theo vùng khí hậu sử dụng nhiên liệu diesel có nhiệt độ đơng đặc khơng vượt q +5°C +9°C 2.3.4 Tính ăn mòn nhiên liệu diesel Cũng xăng, nhiên liệu diesel